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深层气井试气工艺设计研究

代强

中石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司

摘要: 自从改革开放以来,我国经济实现了快速发展,同时,社会各行各业对资源需求量也在快速增加。在此背景下,需加快天然气资源的开发与利用,目前,我国气田开发中遇到了很多深层气井,其实际情况比较复杂。为了确保气田后期可以正常投入使用,需对深层气井开展试气,并建立一套完善的试气工艺。
关键词: 深层气井;试气工艺;设计
DOI:10.12721/ccn.2023.157163
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引言:相比较于普通气井,深层气井所处环境更为恶劣,这也增加试气工作的难度。因此,需加强对深层气井研究,在了解实际情况基础上设计试气工艺。同时,相关工作人员要善于总结经验,并合理运用科学技术,不断完善深层气井试气工艺,这可以为后期深层气井的开发提供有力支持,促进我国气田事业有效发展。

一、深层气井试气的特点分析

随着我国天然气资源开发的推进,在西南和西北地区发现了一些深层气井,为了了解深层气井相关情况,需要对其开展试气。由于深层气井的特殊性,这使得其试气具有明显特点。第一,深层气井试气中会使用专业设备,但由于井底温度非常高,受到高温影响,相关试气设备会发生损坏,从而无法正常使用,这对试气会产生不利影响。第二,深层气井的井底压力非常大,在这种环境下,导致试气设备需要承受巨大压力,这就无法保证测试结果的准确性,很有可能会发生偏差。另外,井底测试与地面计量工作是相互联系的,受到巨大压力影响,容易引发意外事故。第三,深层气井的结构较为复杂,需要采用多层套管和多次喇叭口的方式,这给现场测试会带来一定困扰,从而引发更多的问题。第四,深层气井一般含有腐蚀性气体,例如硫化氢、二氧化碳等,由于气体具有腐蚀性,所以,这对设备会造成损坏。如果测试现场的工作人员没有做好保护措施,在腐蚀气体环境下,对自身健康会产生危害。由此可见,深层气井试气难度比较大,这需要进行深入研究,并设计一套科学合理的试气工艺。[1]

二、深层气井试气的重要意义

深层气井试气是一项重要工作,首先,试气为其它气田开发提供依据。通过试气,工作人员可以了解深层气井的具体信息,从而制定有效开采方案。但由于深层气井具有复杂性,所以,实际开发中会面临很多不确定性因素,这也增加了气田开发的难度。为了有效应对,工作人员在试气中可以总结经验,并为相同类型气田开发提供支持。其次,试气可以了解深层气井实际情况。通常情况下,试气需要借助专业仪器设备开展,并发挥出科学技术作用,可以收集有关深层气井的数据信息,从而为后期开发提供有力支持。通过试气掌握深层气井情况,这对于后期相关工作开展有一定帮助,从而保证天然气资源的获取。最后,试气可以提升气田开发安全性。深层气井高温、高压等特点,所处环境较为复杂,这也增加了气田开发的危险性。为了保证安全作业,开展试气是很有必要的,可以提前做好应对工作,最大程度减少意外事故发生,从而提升气田开发安全性。[2]

三、深层气井试气工艺设计

(一)测试管柱

1. 管柱力学研究

开展深层气井试气时,需要对井下管柱的力学原理进行分析,可以了解井下管柱主要受到来自三个方面的作用,分别是自重、井筒压及温度作用。但是,由于受到不同作用影响,管柱会发生不同效应,包括鼓胀、温度等。在这种情况下,管柱会发生一定的位移,受此影响,提前设计好的轴力会发生变化。由于深层气井的特点,这导致管柱在井下肯定会发生这样的变化。作为深层气井试气人员,必须要清楚认识到这一点,并在实际工作中多注意,从而保证试气的安全性。

2. 管柱材质优化

深层气井中含有硫化氢气体,这种气体具有腐蚀性特点,从而造成不利影响。深层气井试气中会用到钢材,但是在充满硫化氢气体的环境下,钢材会出现腐蚀问题。腐蚀气体是深层气井试气面临的重要问题之一,如果不采用有效措施处理,那腐蚀气体将会对试气造成困扰。所以,试气人员要清楚明白腐蚀气体的危害性,并在实际工作中加强注意,从而最大程度减少腐蚀气体的危害,保证深层气井试气的顺利进行。

(二)测试工艺技术研究

1.APR测试技术

APR测试技术在我国深层气井试气中得到了广泛应用,并且在实际工作中取得良好成效。APR测试技术包括上外筒、下外筒等部分。对该项工艺特点分析,第一,APR测试技术控制动力为环空压力,并以此开展相关操作。第二,采用全通径测试方式,可以在测试管柱内进行电缆和钢丝的作业,也可以开展挤注作业。第三,APR测试技术利用了高级密封丝扣,其工作压力比较高,所以,其适用于高压的气井测试。第四,APR测试技术运用了反循环阀,可以进行反复的开、进,有效发挥出测试—酸化—再测试的作用。[3]

2.优化形成简单可靠的管柱结构

对于负压射孔—测试联作管柱,这种管柱形式在储层物性比较差的中、低压

气层中适用性比较好。将油管内进行掏空处理,运用射孔旁通过环空加压起爆,这会形成负压射孔,可以减轻污染问题。同时,受到较大压差的影响,地层流体会冲洗射孔弹造成的压实带,可以有效缓解井地带的污染问题。完成之后,利用LPR-N阀恢复井下关井测压力,之后再利用RD安全循环阀进行压井。如果这个过程中发生漏失情况,此时要用RD阀来堵漏压井。

3. APR测试管柱施工参数的优化

在APR测试管柱施工时,需要对相关参数进行设计,并合理控制压力,这是至关重要的。工作人员要根据实际经验来看,并采用有效方法来进行计算,进而促进施工参数优化,这可以达到更好效果。

4. 高效复合排液技术

深层气井试气之所以采用高效复合排液技术,主要原因是该项技术操作方便,而且使用起来非常简单。将适量的起泡剂加入到酸液中,并且全程伴注液氮,放入固体起泡剂助排,同时,液氮可以将残留的部分酸液消除掉,这让高效复合排液技术实际应用效果会变得更好。

结语:综上所述,本文对深层气井试气工艺设计进行了探讨,先对深层气井特点进行分析,并设计出有效的试气工艺,确保测试工作顺利开展。随着我国气田开发速度的加快,试气会面临更加复杂的问题,所以,需要进行深入研究,并不断引入新技术、新理念等,促进深层气井试气工艺成熟,确保发挥出有效作用。

参考文献:

[1]李铁. 深层气井定产试采施工冻堵问题处理及预防方法[J]. 天然气勘探与开发,2019,42(2):123-128.

[2]王宴滨,石小磊,高德利,等. 深层高温高压气井完井测试管柱失效分析−以顺南地区某井为例[J]. 石油钻采工艺,2022,44(3):302-308.

[3]徐强,穆耶赛尔·穆拉提,高颂,等. 深层高压气井负压验窜测试平均压力恢复速率分布特征分析[J]. 油气井测试,2022,31(4):46-53.